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治理汽车尾气,中国路在何方?“异辛烷”成为市场焦点

  2018-01-08

为了应对秋冬雾霾,我国北方地区开展了“煤改气”,在取得较好的效果之时,也应看到,治理大气污染,减少雾霾的发生,也需要多管齐下,综合治理。

在大气污染治理方面,汽车尾气作为导致我国雾霾严重的“元凶”之一,自然也成为治理重点,提高油品质量成为其中的关键举措。不过,作为改善汽车尾气污染的最理想的清洁汽油添加剂的异辛烷,其产业化之路还面临多重阻力。这也不经让人感叹,治理汽车尾气,中国路在何方?

环境保护部近日组织修订了《机动车污染防治技术政策》(以下简称《技术政策》),以进一步改善环境质量为核心构建机动车污染防治体系,形成区域联防联控机制,推进机动车污染防治的系统化、科学化、法治化、精细化和信息化。《技术政策》明确,将逐步加严新生产机动车一氧化碳(CO)、总碳氢化合物(THC)、氮氧化物(NOx)和颗粒物(PM)等污染物排放限值。机动车应向绿色、低碳、可持续的方向发展。到 2020 年,机动车污染防治达到国际先进水平。

汽车尾气成雾霾“元凶”

机动车尾气排放是我国雾霾的一大“元凶”。环保部此前完成的9个大气污染防治重点城市的源解析工作显示,北京、杭州、广州、深圳的首要污染来源是机动车。

北京工业大学教授程水源表示,根据北京市大气PM2.5污染源解析结果,在PM2.5的本地污染源贡献中,机动车排放占比为31.1%,燃煤占22.4%,工业生产占18.1%,扬尘占14.3%。可以看到在本地污染源中,机动车排放的占比最高。

机动车所致尾气污染日趋严重,倒逼尾气排放标准升级。国Ⅴ标准将于2018  年1  月1  日全面推行,标准对柴油车排放提出了更高的要求;而国Ⅵ标准也已经在路上,北京2017年率先实施,全国最快将于2020年落地。国Ⅵ标准在国五标准的基础上对尾气排放指标再严格30%以上。

此外,今年2月,环保部等四部门和北京、天津、河北等6省市政府发布《京津冀及周边地区2017年大气污染防治工作方案》,要求“2+26”城市于今年9月底前全部供应符合国Ⅵ标准的车用汽柴油。目前,在中石油、中石化等企业的推动下,上述城市的国Ⅵ汽柴油置换已经取得显著进展。中国石化已经在京津冀及周边地区“2+26”个城市区域内炼厂率先完成了国Ⅵ柴油的质量升级。

面对严峻大气污染问题,中国政府高度重视。十九大报告报告提出,坚持全民共治、源头防治,持续实施大气污染防治行动,打赢蓝天保卫战。同时,壮大清洁能源产业,构建清洁低碳、安全高效的能源体系。

在国外,曾经的雾都伦敦,发生过洛杉矶光化学烟雾事件的美国,也曾面临同样的难题,其中大量的汽车尾气是罪魁祸首之一。

据悉,治理汽车尾气是近年来伦敦雾霾治理最重要的环节。从1993年开始英国强制所有在国内出售的新车必须加装催化器,以减少氮氧化污染物排放。在2000年以后,伦敦开始关注空气中的PM2.5问题,伦敦空气污染的80%来自于汽车尾气排放,2003年推出交通拥堵费,限制私家车进入市区,同时优先发展公共交通网络。

美国加州政府决定生产低排放车辆及提供“洁净燃油”,使用先进控制排放技术的车辆,以最大限度的降低轻型车,中型货车和轿车的排放;日本已于2000年4月开征减少汽车尾气污染,促进高效燃料的消费的环保税。新的税收政策的主要内容是根据耗油量高低设置差额税收标准。从而促使消费者积极购买耗油量低的汽车。

异辛烷成“秘密武器”

发达国家成功治理雾霾的丰富经验表明,提高油品质量,降低机动车尾气污染物排放,是治理大气污染的关键措施之一。而异辛烷则是其中被广泛使用的“秘密武器”。

2014年8月,中石化石油化工科学研究院联合国家石油产品质量监督检验中心、国家汽车研究中心北京分部等多家权威机构,对异辛烷作为汽油调合组分进行多项试验,结果显示:汽油中添加10%~15%的异辛烷,汽车尾气主要污染物排放最高可降低40%左右。

但是随着油品质量的不断升级,为补偿或增加汽油辛烷值,我国炼油企业普遍采用在汽油中添加MTBE来解决,添加量也从上世纪90年代的平均0.4%逐渐提高到2008年的3.1%,目前甚至已高达13%。

MTBE对提高辛烷值成效明显,但其自身却是一个潜在污染物。由于它自身含氧、含硫,过度添加会造成汽油的氧、硫含量超标;同时MTBE还会对水源造成难以分解的长期污染,对人体肾脏和肝脏造成严重伤害。上世纪90年代,美国加州因为在饮用水中发现了痕量MTBE,2002年底全美禁用MTBE作为汽油抗爆剂。继美国将MTBE认定为潜在致癌物后,北美、欧洲及亚洲地区的一些发达国家纷纷出台法律,全面禁止或者限制MTBE在汽油中的应用。

发达国家成功治理雾霾的丰富经验足以表明,异辛烷是用作替代MTBE,有效提高汽油抗爆性和动力性能品质,改善汽车尾气污染的最理想的清洁汽油添加剂,这一点已成为全行业的共识。目前,烷基化油在美国、澳大利亚、欧洲等发达地区普遍得到应用。在美国,汽油中异辛烷添加比例约14%,异辛烷每年使用量接近4500万吨;在欧洲,异辛烷的添加比例为12%,每年使用量约为3000万吨。

异辛烷迎来清洁能源风口

作为MTBE的最佳替代物,国内不少企业看到其中商机,纷纷引进技术或进行开发,异辛烷产业化进程不断推进。

异辛烷产业化最终取得实质性突破是在2014年。宁波海越新材料有限公司60万吨/年异辛烷项目在宁波石化经济技术开发区建成投产。该项目采用美国鲁姆斯公司先进的CDAlky?专利技术,经工程设计单位进行工艺优化、放大而成,是该技术全球首套工业化装置,也是目前全球规模最大的装置。与传统硫酸法相比,该装置在工艺技术、主反应器、能源综合利用、割除酸碱水洗等方面都进行了重大创新,实现基本无“三废”排放,硫酸用量降低约40%。

2014年9月,宁波海越异辛烷项目试产成功后,浙江省科技厅组织专家论证会,对海越异辛烷项目进行论证。与会专家一致认为:与MTBE相比,该异辛烷产品不含重金属、不含芳烃、基本不含硫(小于5ppm),在显著提高汽油辛烷值、促进油品质量升级的同时,油耗和有害气体排放大幅下降,可完全满足国Ⅴ排放标准要求,是目前替代MTBE和其他同类产品的最有效方法。

目前我国汽油中异辛烷添加比例仅为0.6%。在国家整个能源体系向清洁能源变革的大背景下,依托于其在汽车尾气治理方面无可比拟的环保优势和产业优势,异辛烷产业或将迎来真正的爆发期。

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